基于宏细观损伤耦合的非贯通裂隙岩体本构模型

发布时间：2017-07-19 14:04

  本文关键词：基于宏细观损伤耦合的非贯通裂隙岩体本构模型

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【摘要】：针对非贯通裂隙岩体工程结构中的受荷岩体,提出受荷细观损伤与裂隙宏观损伤的概念。以完整岩石的初始损伤状态作为基准损伤状态,综合考虑裂隙宏观缺陷的存在、微裂纹细观缺陷在受荷下的损伤扩展以及宏细观缺陷在受荷过程中的耦合,基于Lemaitre应变等效假设,推导了考虑宏细观缺陷耦合的复合损伤变量,并给出同时考虑试件尺寸、裂隙几何与力学特性的宏观损伤变量的计算公式,从而建立了基于宏细观缺陷耦合的非贯通裂隙岩体在荷载作用下的损伤本构模型。用宏细观损伤耦合的本构模型来描述非贯通裂隙岩体在受荷过程中的细观损伤演化与宏观损伤行为,与非贯通裂隙岩体实际受荷情况符合较好。研究结果表明:(1)完整岩样和裂隙岩样的应力-应变行为在峰值强度之前差异较大,峰值强度以后差异逐渐减小,最后趋于一致,二者具有相近的残余强度;(2)裂隙岩体强度随裂隙贯通率的增加而增大,随裂隙倾角的变化具有明显的各向异性,同时还与裂隙面的内摩擦角有关;(3)裂隙倾角为90°时,裂隙岩样的峰值强度最高;张开型裂隙岩样的裂隙倾角为45°时,峰值强度最低;(4)非贯通裂隙岩体工程结构中的受荷岩体,其力学性能由受荷细观损伤与裂隙宏观损伤及其耦合效应所决定,基于宏细观损伤耦合的复合损伤变量可以较好地反映非贯通裂隙岩样的力学特性。
【作者单位】： 中国地质大学(北京)工程技术学院;西藏大学工学院;
【关键词】： 非贯通裂隙岩体 宏观损伤 受荷细观损伤 损伤耦合 应力强度因子 本构模型
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.41002113,No.41162009) 中央高校基本科研业务专项资金项目(No.2-9-2014-019)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 岩体是在地质历史过程中形成的,因此,天然岩体中含有从宏观到细观甚至微观的各种尺度缺陷。各种不同尺度的损伤缺陷将对岩体物理力学性质产生不同的影响[1?2]。岩体中存在的不连续节理和裂隙改变岩体的力学性质,使岩体的变形模量及强度降低,并呈现出明显的各向异性[3];另外,岩，

本文编号：563222